简述四种抗浮技术受力机理

高压喷射扩大头锚杆受力机理分析
第三阶段：塑性区压密 - 扩张阶段。在端压拐点之后， 锚杆外荷拉力继续增大，扩大头向前发生较大位移，塑性 区土体受外围土体围压约束，在扩大头的压迫下得到压缩， 并进行应力状态和塑性区范围的调整。当扩大头埋深较大， 随锚杆外荷拉力的增加，土体不断被压密，压密后的土体 提供Biblioteka Baidu扩大头的抗力随之增加，锚杆位移趋于收敛稳定。
四种抗浮技术综述
普通锚杆由于桩径较小，且受力路径为至上而下， 当荷载较大时，锚杆会出现细微裂缝，在长期地下水的侵 蚀环境下，锚杆锚固耐久性大大降低。高压喷射扩大头锚 杆同样存在类似的问题。囊式扩体锚杆采用防腐油脂对锚 杆钢筋进行防腐处理，有效解决了锚杆微裂缝造成的工程 耐久性降低的问题。综上分析可知，囊式扩体锚杆技术有 着较高的技术优越性，符合工程锚固发展的趋势，有着较 高的适用性和较高的经济环保优势，符合永久性工程结构 抗浮的各项要求。
囊式扩大头锚杆受力机理分析
从技术性角度分析，高压喷射扩体锚杆受力是拉力型 的，单锚承载力设计较低（单锚承载力过高时会出现裂 缝），根数布置密，施工不利，施工质量不易掌控，人为 因素对工程质量的影响很大，不适合在永久性抗浮工程中 使用；承压型囊式扩体锚杆承载力大且安全，独特的锚固 段，囊内注浆，确保了它的结石体强度，施工简便质量可 控，其多重防腐结构，使其更适合于永久性抗浮工程。经 济上也是显而易见。
普通锚杆受力机理分析
普通锚杆受力机理分析
普通锚杆受力机理分析
• 锚杆由锚固体、杆体及锚头三部分组成，锚杆在加固及边 坡稳定的作用同抗拔桩一样，都是通过与周边土体的侧摩 阻力提供荷载。所以同上述抗拔桩一样存在如下几种破坏 形式： • （1）沿着杆体与灌浆体之间的结合部发生破坏； • （2）沿着灌浆体与周边土体之间交接处发生破坏； • （3）从锚杆杆体底部或某一定深度处沿着一定的扩张角， 在土体内部发生破坏； • （4）锚杆杆体钢筋发生断裂； • （5）锚杆群发生整体性破坏。 • 在工程界常常将杆体与灌浆体、灌浆体与周边土体之间的 相互作用作为研究分析的要点。
高压喷射扩大头锚杆受力机理分析
高压喷射扩大头锚杆受力机理分析
高压喷射扩大头锚杆受力状态分为三个阶段。第一 阶段：静止土压力阶段。锚杆外荷拉力较小时，普通锚固 段和扩大头段侧壁受摩阻力，扩大头前端面受静止土压力。 此阶段锚杆的位移较小，锚杆受力变形性能由锚固段的摩 阻决定。第二阶段：过渡阶段。扩大头侧阻达到摩阻峰值 以后，若锚杆外荷拉力继续增大，扩大头将开始向前明显 位移，扩大头前端面压力增大，扩大头端前土体开始产生 局部塑性区。如果锚杆外荷拉力持续增大，土体塑性区范 围将扩大并形成一个整体。在此阶段之前，锚杆的受力变 形性能由锚固段的摩阻决定。之后，将由扩大头端前土体 的压缩性能决定。由于土体的压缩变形比摩阻变形大，此 阶段的一个重要特征就是在拉力 - 位移曲线上出现一个拐 点，拐点之后的曲线斜率变小，位移增大，这个拐点可以 称为“端压拐点”。
简述四种抗浮技术受力机理 宣讲人：宋 伟
开封市同力基础工程有限公司
钻孔灌注桩受力机理分析
钻孔灌注桩受力机理分析
• 在荷载的传递过程中 , 抗拔桩桩侧摩阻力的分布规律主 要表现为首先在桩的上部发挥,随着荷载的增加及时间的 推移,桩侧摩阻力逐渐沿桩深度向下转移而在桩身的全长 上进一步得以发挥。参考相关文献荷载传递函数表明 ,仅 在桩身开裂前,摩阻力与上拔位移成正比,而桩身出现裂缝 时,桩侧摩阻力尚未充分发挥。 • 在抗拔桩的设计中,应根据桩的类型、施工方法、土层性 质及土层分布深度等综合情况来合理考虑桩侧摩阻力值。 往往长桩的底部摩阻力得不到充分的发挥 , 因而将抗拔 桩设计成粗短桩要优于细长桩 , 但从经济方面来看 , 摩 阻力只是桩径的一次方关系 ,而工程量却是桩径的平方关 系 , 这在设计时也应综合衡量。
四种抗浮技术综述
在郑州地区的大量钻孔灌注桩案例表明，其作为承 压构件是可靠的。但在高水位软弱土层中施工时，往往存 在较厚的桩侧泥皮和桩端沉渣问题，对于抗拔荷载为主控 荷载的建筑结构来讲，是不利问题。郑州地区诸多试桩结 果表明，抗压承载力一般大于设计预期，而抗拔承载力则 低于设计预期。钻孔灌注桩方案如果采用后压浆工艺，会 大幅提高桩基造价。且压浆工程质量的控制也不好把握。 对于钻孔灌注桩而言，作为抗拔构件时，钢筋笼需要全长 配置，并进行桩身抗裂验算，配筋量的显著增加，造价往 往偏高。
四种抗浮技术综述
桩基在发挥抗拔作用时，由钢筋自上而下逐步传递受 力，每段桩体受力后桩身混凝土易产生微裂缝，在地下水 位下长期使用，受拉主筋腐蚀后耐久性会受到影响。与钻 孔灌注桩相比，经过防腐设计的囊式扩体锚杆，针对具有 一定埋置的筏板基础或桩基础，囊式扩大头锚杆精轧螺纹 钢筋与基础底板的连接，采用更加可靠的机械锚固连接接 头，能够大大降低桩头凿除、钢筋板内弯折锚固所无法避 免的浮力变化对连接接头，带来的疲劳开裂问题，更加有 利于防腐、防水。同时，还能兼顾平衡部分水浮力和上部 柱结构竖向荷载在筏板上引起的弯矩，起到弯矩消峰作用， 从而进一步优化筏板的工作状态，降低基础筏板混凝土微 裂缝的开展概率，提高基础的防水、防渗效果。
囊式扩大头锚杆受力机理分析
囊式扩大头锚杆受力机理分析
囊式扩大头锚杆受力机理分析
囊式扩大头锚杆与高压喷射扩大头锚杆提供反力都包 括三个部分：普通锚固段锚固体侧壁与土体的摩阻力、扩 大头侧壁与土体的摩阻力和土体对扩大头端部的正压力， 它们均属于摩擦 - 端压型锚杆。囊式扩体锚杆与高压喷射 扩大头锚杆最显著的区别在于两者受力机理的差异，高压 喷射扩大头锚杆采用至上而下的受力状态，整个受力阶段 杆体一直处于受拉状态，当杆体承受较大的抗拔力时，由 于混凝土的抗拉强度远远低于其抗压强度，则杆体段会出 现细微的裂缝，随着地下水的侵入，钢筋锈蚀加剧，使得 高压喷射扩大头锚杆的耐久性大大降低。
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四种抗浮技术综述
囊式扩体锚杆筏板中均匀布锚，使筏板受力更为合理。 囊式扩体锚杆锁定后，杆体处于受压状态，使得锚杆受力 路径有所改变。锚杆受力过程中有效控制了混凝土受拉出 现的微裂缝问题，大大减小了地下水对钢筋锈蚀的问题， 且工程抗拔位移量较小。工程施工过程中严格按照 JGJ/T282-2012规程4.3条对锚杆进行防腐措施，耐久性得 到较高的保证。此外由于囊体构造的设计使得扩体段混凝 土强度得到有效保证，有效避免了扩体段水泥浆置换过程 中混入部分土体颗粒引起的扩体段混凝土强度降低的问题， 工程质量得到有效保证。
囊式扩大头锚杆受力机理分析
囊式扩体锚杆在构造上做了大胆创新，锁定后依靠 筏板垫板与囊式扩体段二者的构造使得处于二者之间的钢 筋混凝土杆体处于受压状态，使得锚杆受力路径有所改变， 首先是扩体段摩阻力受力阶段，其次扩体段前部土体受压 变形阶段，最后到达非扩体段摩阻力阶段，锚杆受力过程 中有效控制了混凝土受拉出现的微裂缝问题，大大减小了 地下水对钢筋锈蚀的问题。此外工程施工过程中，严格按 照JGJ/T282-2012规程4.3条对锚杆进行防腐措施，耐久性 得到较高的保证。由于囊体构造的设计使得扩体段混凝土 强度得到有效保证，避免了扩体段水泥浆置换过程中混入 部分土体颗粒引起的扩体段混凝土强度降低的问题。
普通锚杆受力机理分析
当锚杆杆体受到外力作用时，拉力首先通过杆体钢筋 与周边的水泥注浆体之间的侧摩阻力将力传递到水泥砂浆 体中，然后再通过水泥砂浆体与周边土体之间的侧摩阻力 将力传递到周边锚固土层中，因此当锚杆杆体受到外力作 用，除了杆体钢筋本身需要足够的截面积承受外力作用外， 锚杆的抗拔作用还必须同时满足以下几个条件： • （1）锚固段的水泥砂浆对杆体的握裹力、侧摩阻力需要 能够承受极限拉力； • （2）锚固段的锚固土层对水泥砂浆体的侧摩阻力也需要 承受极限拉力； • （3）锚固土层在最不利的情况下也需要能保证整体稳定 性。